机电一体化中的电机控制与保护设计

机电一体化中的电机控制与保护设计

金建宾

身份证号码：640204197605012010

摘要：从分析机电一体化技术产生并迅速发展的原因来看，最根本的是社会的进步和科学技术的进一步发展。同时，由于各种科学理论的强大影响，机电一体化技术的成就越来越明显。在未来的发展过程中，机电一体化技术显然已成为一种行业发展趋势。若想更好地发挥出该技术的优势，还需要相关工作人员对其展开详细的分析和研究。结合行业发展的实际情况，对其进行有效运用，以便更好地提升行业发展质量。

关键词：机电一体化；电机控制；保护设计

引言

随着科学技术的不断进步，机电一体化产品在各个行业中发挥着越来越重要的作用。机电一体化产品是指机械技术与电子技术的有机结合，使产品在功能、性能和效率上得到全面的提高。基于机电一体化技术的应有优势，文章主要对电机控制和保护设计进行研究。

1.基于虚拟原型机电一体化产品设计

1.1需求分析

基于虚拟原型的机电一体化设计技术是目前发展迅速、应用广泛的设计方法之一。它将虚拟现实和仿真技术应用于产品设计领域，通过创建虚拟产品原型来模拟和验证机械和电子控制系统的功能和性能。在需求分析方面，基于虚拟样机的机电一体化设计技术有几个关键需求，对提高设计效率和产品质量具有重要作用。首先，仿真与验证需求对机电一体化产品的设计至关重要。通过虚拟原型技术，设计师可以建立真实的模型，并进行各种仿真分析，如结构强度、运动学分析和电子电路仿真等。这有助于验证设计的可行性，避免在实际制造阶段出现问题，并减少试错成本[1]。

1.2基本思路

首先，在模块化设计方面，将机械、电气和控制系统等不同的模块进行分离和定义，确保每个模块都可以独立设计和开发。通过模块化设计，可以实现并行协同设计，使不同的团队可以同时进行各自的设计工作，提高设计效率。其次，通过使用参数化建模技术，设计师可以很容易地创建几何模型，并通过调整参数来修改模型的大小、形状和特征。这种灵活性使快速的设计迭代和优化成为可能，从而能更好地满足产品需求。通过使用仿真工具对设计进行虚拟测试和验证，可以在计算机中运行模拟和分析，评估机电一体化系统的性能、可靠性和耐久性，而无须进行物理样机制造和试验。该虚拟测试能够更早地发现问题并改进，从而大大缩短产品开发周期。

2.机电一体化技术的发展意义分析

2.1提升工业生产的自动化水平

在机电一体化技术飞速发展的过程中，其应用范围越来越广泛。它不再局限于特定的生产加工环节，而是在工业加工、家庭自动化、社会服务自动化等柔性制造系统中得到了全面的实施和实施。在机电一体化技术的深度影响下，各个产品都表现出了功能强大、体积较小、安全性较高的优势，并且得到了广大人民群众的一致认可。另外，在互联网技术的影响下，将大数据技术、区块链技术、云计算技术和其进行有效结合，可以真正实现在工业生产领域中的“物物互联”。若想更好地提升工业生产的自动化水平，还可以在产品加工流程的内部，设置一个专属于企业的内部数据信息网络。

2.2全面提升产品的安全性能

机电一体化技术的优势更为明显，其应用范围极为广泛。现阶段，该技术已广泛应用于数控机床加工和内燃一体化制造行业，可以帮助企业管理者制定更加科学全面的发展战略，合理规定各种原材料的供应，对企业生产的成本分配、人力配置等方面进行优化。从其影响来看，机电一体化技术的有效使用，不仅可以优化企业内部的资源管理，而且还可以提升产品在加工、制造、生产过程的技术含量。在机电一体化技术的深度影响下，工业体系的内部数据也呈现出了丰富性、多样化和综合性的特点，对于工作人员的专业素养也提出了更高要求。他们若想在企业中站稳脚跟，还需要结合该技术的优势，对其进行深入学习，提升自身综合素养，并促进企业发展水平的有效提升[2]。

3.现代机械设备中机电一体化技术应用要点

从整体层面分析，系统技术、机械与信息处理技术的结合是机电一体化技术在现代机械装备中应用的关键点。在实施机电一体化技术时，要对其工作状态和功能进行全面的分析，把现代机械设备作为一个整体，对系统的各个部分进行全面的分析和研究，使其能最大限度地实现协同、全面、同步，使各部分的工作效率得到最大限度的提高。此外，在现代机械设备中运用机电一体化技术时，协同应用机械设备和信息技术，对有关信息进行归纳与优化，以保证设备信息传送与使用品质，进而达到最佳的控制效能与强度。在信息技术与机械装备的结合中，应根据不同的装备种类，采用相应的技术管理方式，使其达到最优的使用结果。

4.接口技术在机电一体化控制系统中的应用

4.1模糊控制接口

近几年，我国企业在机电一体化、集成化、智能化发展期间，对于人工智能技术的应用相对增多，配套的接口技术方面也逐渐引进了模糊控制接口技术。从概念界定看，该技术是对智能算法与接口技术融合后的统称，主要是在数学理论基础上通过算法拟合接口运行过程并对其进行控制。虽然它与无线接口技术均属于远程控制范畴，但是差异十分明显。例如，无线接口技术在生产设备编码、识别、指令控制方面的应用较多，而模糊控制接口则主要用于液压驱动系统、PID系统、PLC系统方面，接口鲁棒性更优异，可满足非线性与时变性方面的接口设计及配置要求。从部分企业的应用经验看，可以增强机电一体化控制系统的稳定性、提高数据处理效率、保障报表管理的精准性。另外，可以有效解决测速设备控制元件误接问题。

4.2输出接口

开关信号输出通道接口主要是把经过处理的开关信号传递给开关执行器，具体操作时按输入接口→信号转换→输出存储→编译转码等流程进行操作。从理论层面看，开关信号传输通道属于DO型数字通道，在实际的输出接口控制中，需借助电子系统内部的处理器对数字信号进行分析与处理后，再将其输出，从而保障电子系统CPU完成数学逻辑方式下的信号处理，再将其传送到开关控制器装置。例如，在继电保护设备使用过程中，输出通道接口单元的控制十分关键，按上述原理进行输出接口设置时，企业为了提高控制系统对电路运行速度的高效控制，提高数字信号输出效率，通常会配套应用降噪隔离措施，降低输出接口受到的干扰，提高控制系统的控制效果与开关正常运行等[3]。

5.现代机械设备中机电一体化技术的未来应用趋向

5.1网络化

网络通信技术的进步和使用领域不断扩大，为整个行业生产率的提高和落后生产方式的改进提供了先进的技术支持。在机械产品的设计、选材、产品销售等方面，可以利用信息技术使机械工作过程更加完善。随着互联网通讯技术的迅猛发展，使人们能够更加方便地进行各种信息的交换，实现了真正的信息分享，既可以提高公司的核心竞争能力，又可以促进现代机械设备的发展。

5.2智能化

为了提高现代机械设备的综合性能，必须加强控制原理的实施，将人工智能、心理学等技术融入现代机械设备，充分利用人工智能技术提高生产过程的优化，从而保证现代机械设备的长远发展。例如，高分辨率的检测设备可以提高生产率，使机械设备的精度达到预定要求，因此更应引起重视。

结束语

在市场竞争和科学技术不断发展的背景下，机电一体化技术的应用范围不断扩大。在未来的发展过程中，如果要保证机电一体化技术的优势能够最大限度地得到有效发挥，相关工作人员还需要结合行业发展的实际情况，加大对技术的研究力度，推动技术的进一步发展。

参考文献：

[1]温玉春.试论机电一体化的创新及发展方向[J].山东工业技术，2017(05):127.

[2]李喆.机电一体化的创新及发展方向[J].科技展望，2016,26(33):41.

[3]刘长国.“机电气”一体化新概念[J].液压与气动，2011（10）：73-75.